Вход на сайт

Облако тегов

АШ-YouTube

Энергоуголь: классификация и подготовка к сжиганию

Аватар пользователя Михаил Становой

Существует хороший старый анекдот:

–Абрам, вы, случайно, не шахтер?
–Нет, я не случайно, я принципиально не шахтер!

Однако, профессия шахтера всегда была хлебной и уважаемой, и, думается, не столько из-за ее особенностей, сколько из-за того, что добытый шахтерами уголь играл крайне важную роль в жизни страны.


В прошлом «подготовительном» цикле к рассказу об украинских ТЭС мы поговорили о теоретических основах работы теплосилового оборудования (часть 1, часть 2, часть 3). Теперь поговорим о том, что, в конечном счете, дает возможность этому оборудованию работать, производить электроэнергию. То есть, о топливе, которое в украинских реалиях в основном представлено углем: являющимся, можно сказать, настоящим «электрическим камнем».

Начнем с того же вопроса, с которого обычно и начинают, обсуждая эту тему: о происхождении полезного ископаемого. По своему генезису – уголь представляет собой результат процесса длительного (подчас, измеряющегося десятками миллионов лет) «вылеживания» древесины при умеренных температурах и высоком давлении. Размышляя о метаморфозах угля, нужно понимать следующее – древесина, по своей сути – это смесь углерода с различными примесями. Думается, имеет смысл кратко пояснить, о чем идет речь.

Пока еще дерево живо, под воздействием солнышка в листьях происходит явление фотосинтеза: поглощенные растением из окружающей среды вода и углекислый газ разрушаются с образованием углерода, водорода и кислорода. Эти элементы образуют клетчатку, имеющую химическую формулу C6H10O5, из которой деревья в основном и состоят. Пересчет этой формулы на массовое содержание дает следующий состав: углерода – 44,4%, водорода – 6,2%, кислорода – 41,0%. Однако кроме клетчатки в древесине имеются и иные вещества, как органического, так и неорганического происхождения, в частности, сера. По этой причине абсолютно сухая «живая» древесина усреднено имеет следующий массовый состав: углерод – 50%, водород – 6,5%, кислород – 41%, азот – 1,0%, прочие минеральные вещества – 1,5%. Впрочем, абсолютно сухая древесина – это разновидность «сферического коня в вакууме», так что на практике ее влажность в только что срубленном состоянии – примерно 60%, после естественной сушки – 30%.

Все что мы сказали выше, относится к «живому» дереву. После его гибели за дело берутся бактерии, превращающие древесину в перегной, который возвращается в почву. Однако иногда бывает не так, и «посмертные» бактерии не являются «хоронить покойника». Почему так происходит – до конца не ясно. Существуют различные теории, как довольно эффектные о том, что такие бактерии появились сравнительно недавно (по геологическим меркам), так и менее эффектные, но, видимо, более близкие к жизни, гласящие, что гнилостные бактерии в некоторых условиях прекращают действовать из-за быстрых и разрушительных геологических процессов. Этот вопрос, впрочем, мы оставим за рамками нашей краткой статьи.

В отсутствие же гниения древесина начинает испытывать процесс обогащения углеродом, за счет отщепления кислорода и водорода, а также влаги. Эти метаморфозы могут продолжаться, как мы уже говорили, десятки миллионов лет, и в перспективе должны окончиться тем, что в древесине останутся только углерод и азот. То есть, чем топливо дольше «вылеживается», тем в нем больше углерода. Этот факт необходимо осознать и запомнить, чтобы иметь понимание, в том числе, и о процессах его сжигания на электростанциях.

Так в представлении художника выглядел лес 300-350 млн. лет назад. Каменный уголь образовался именно из этих деревьев, а само то время было названо каменноугольным периодом.

При этом в процессе метаморфоз древесина проходит несколько стадий, которые, с одной стороны, не дают резких разрывов: между ними есть переходные формы, но, с другой, типичные представители этих стадий могут очень сильно отличаться друг от друга. Также, разумеется, из-за разных условий метаморфоза, как в начале процесса, так и в его ходе – результаты его могут быть совершенно различными.

На первом этапе образуется торф – рыхлая рассыпчатая масса гуминовых кислот, в которой еще могут находиться отдельные форменные включения: листья, хвоя, древесина. При этом сам торф является, во многом, продуктом гниения, который на определенных стадиях был остановлен. По своему составу торф – являясь первой ступенью метаморфизма, похож на исходную древесину: углерода менее 60%, влажность – более 40%.

Примером того, что гнилостные бактерии прекращают действие в торфе являются "торфяные люди" - таинственные покойники, которых находят в торфяных болотах по всей северной Европе: утонув, подчас тысячи лет назад, они выглядят так, что полиция частенько начинает расследование

Второй стадией являются бурые угли – однородные массы без форменных включений. Здесь уже элементный состав достаточно далек от изначального: углерода может содержаться до 75%, влажность – от 30% и выше. На следующих стадиях возникают каменные угли, влажность которых существенно ниже, вплоть до 1%. Содержание же углерода в них выше 75%, вплоть до антрацитов с 94%. Более обогащенный этим элементом уголь можно считать уже графитом, который, как правило, к углям не относят.

Около 50 тыс. лет назад по северу Евразии и Америки бродили бесчисленные стада мамонтов, а ландшафт, формируемый этими зверями так и назывался - мамонтова степь. Судя по всему, эти гиганты съедали растительность почти полностью, тем самым обогащая почву азотными удобрениями, что способствовало работе гнилостных бактерий и повышению урожайности. Торф и уголь при этом зарождаться не могли. После истребления длинноносых зверей, в бывших мамонтовых степях началось образование торфа в колоссальных количествах.

Нельзя сказать, что между свойствами конкретного вида угля и длительностью его метаморфозы имеется однозначная связь, однако корреляция несомненно есть. А что до собственно свойств, то к ним относятся два таких важных, как теплотворная способность и процент выхода летучих.

Если с определением первого – все ясно, теплотворная способность топлива – это количество тепла, выделяющегося при сжигании единицы его массы, то со вторым нужно пояснить особо. Впрочем, как мы увидим, и для полного понимания первого свойства, это объяснение также необходимо.

Из горючих веществ угля большая доля приходится, повторим, на углерод, процент содержания которого растет с пятидесяти в случае древесины до более чем девяноста – у самых углеродистых антрацитов. Температура плавления углерода составляет примерно 3900 оС, теплотворная способность – в зависимости от аллотропной модификации 7900-8100 ккал/кг (примерно 33,5 МДж/кг).

Вторым горючим веществом в угле является водород. При сжигании килограмма этого газа, в зависимости от механизма образования воды – жидкость или пар – образуется от 28 900 до 34 200 ккал (примерно 125 МДж). Доля его в «вылежавшемся» угле несколько выше, чем в древесине и торфе, и колеблется от 3,5-5,0%% в молодых каменных углях до 2,0-2,4%% в антрацитах.

Кислород не является горючим веществом, но величина его содержания в угле также очень важна, снижаясь с 41% в древесине до 1,7-2,6%% в антрацитах. Из-за того, что «связывает» водород, тем самым уменьшая теплотворную способность угля, этот элемент является нежелательным.

Прочие вещества – азот, сера и то, что называется «минеральной примесью» – также оказывают влияние на свойства угля, но для нашего разговора – это можно опустить. Разве что отметим очевидное негативное влияние влаги на теплотворную способность угля.

Влияние соотношения углерода, водорода  и кислорода на свойства угля можно продемонстрировать следующим образом. Если взять какой-нибудь образец угля, и начать его нагревать без доступа воздуха до температуры 200-800 оС, то через некоторое время он разложится на две части: твердый остаток – кокс, и газообразную часть – летучие. Так как летучие состоят, в основном, из водорода, метана, водяных паров и иных газов, то разумно предположить, что чем топливо «моложе», тем этот выход будет выше. И действительно – для торфа массовая доля летучих составляет около 70%, для бурых углей 40-50%, а для антрацита 3-4%. Температура выхода летучих также возрастает по мере «старения» угля – от 120-150 оС для торфа до 400 оС для антрацитов. Очевидно, что чем больше летучих выходит, и чем ниже температура ихнего выхода, тем топливо легче поджечь, или, говоря наукообразно, тем выше его реакционная способность. На практике это проявляется в том, что если при сжигании антрацитов нужно долго и нудно подключать пылевые горелки котла к мазутному или газовому факелу, то при хранении бурого угля на складе необходимо наблюдать, чтобы не начался процесс самовоспламенения.

Что же касается кокса, то он состоит из углерода и минеральной части топлива. В зависимости от вида кокса – он может быть порошкообразным, слипшимся, спекшимся, сплавленным.

Исходя из разобранных выше свойств, уголь классифицируется по таким признакам, как: степень выходя летучих, степень спекаемости, теплотворная способность. Торф, обычно, в эту классификацию не входит, и рассматривать ее в рамках настоящей статьи мы не будем. И, разумеется, нужно помнить, что единой классификации «всех-всех-всех» углей не существует: в двух бассейнах под одним названием могут скрываться совершенно разные по своим свойствам угли, однако классификация при этом построена на единых принципах.

Формальной границей между бурыми и каменными углями можно принять массовое содержание углерода в 75% – если оно ниже, то уголь – бурый, если выше – то каменный. Граница, разумеется, условна, но в первом приближении сгодится.

Бурые угли подразделяются на три группы, исходя из содержания в них влаги: Б1 – свыше 40%, Б3 – менее 30%, Б2 – все остальное, не относящееся к группам Б1 и Б3. Группы Б2 и Б3 дополнительно делятся на две подгруппы В и Ф, соответственно, от содержания фюзенированных компонентов: В – витринитовый уголь, Ф – фюзенитовый уголь. Не вдаваясь в долгие пояснения, просто укажем, что витринит – это гелифицированные компоненты в угле, а фюзен – компоненты в виде полос.

Поскольку бурый уголь «молодой», то в нем мало углерода и много балласта – влаги и кислорода – значит, теплотворная способность невысока, а процент выхода летучих велик (более 40%). Впрочем, указываемые в справочниках в качестве верхних границ значения 5 700, а то и 4 500 ккал/кг – все же занижены: так теплотворная способность самых известных постсоветских бурых углей – углей КАТЭКа – составляет осредненно 6 400 ккал/кг (27 000 кДж/кг).

Угли эти имеют пониженную механическую прочность, плохо выдерживают хранение, как из-за раскалывания, так и из-за склонности к самовозгоранию.

Каменные угли, как более «старые», имеют большее содержание углерода, меньшее влаги и кислорода. Соответственно, теплотворная способность у них выше (могло достигать для лучшего донбасского полуантрацита 8 200 ккал/кг (34 300 кДж/кг)), а выход летучих – меньше (разброс составляет от двух до пятидесяти процентов).

В зависимости от свойств и состава, каменные угли делятся на семнадцать марок согласно следующей табличке, в которую мы занесли заодно и бурые угли:

Краткая шпаргалка по "грубой" классификации углей по маркам. NB: В конкретных бассейнах классификация может отличаться от приведенной!

В силу того, что, в отличие от бурого угля, каменные угли нашли себе применение не только в качестве топлива, то имеет смысл кратко описать уголь каждой из марок. Особенно это целесообразно по той причине, что в соответствующей статье русской Википедии «Маркировка угля» написан откровенный шлак, откуда он потом кочует по всему ру-и уа-нету.

Наиболее близки к бурым – каменные угли марки Д – длиннопламенные. Они характеризуются большим выходом летучих (30% и более), однако имеют невысокую теплотворную способность (впрочем, этот параметр разнится для разных бассейнов очень заметно: так подобные угли Кузбасса имеют теплотворную способность на треть выше соответствующих донбасских). Иного промышленно значимого применения, кроме как для сжигания в топках котлов – от энергетических до индивидуально-отопительных – не имеют.

Угли марки ДГ (длиннопламенный газовый) – имеют выход летучих около 30%, также годятся только для сжигания. И также очень сильно отличаются по свойствам в зависимости от бассейна.

Следующей группой являются угли марки Г – газовые, собственно угли ДГ – есть переходная группа между ними и длиннопламенными. На практике под этим наименованием объединяют две подгруппы углей. К первой относятся угли с выходом летучих более 38%, маркируемые 1Г.  Ко второй угли 2Г с выходом летучих менее 38%. Угли обеих марок применяются, прежде всего, как и угли марок Д и ДГ – в сжигании, однако отдельные угли марки 2Г нашли себе место и в металлургии, а угли 1Г с особо сильным выходом летучих – и в производстве синтез-топлива. К слову, пресловутый «газовый уголь», на сжигание которого ахметовские сейчас переводят украинские ТЭС, дабы заместить антрацит – это донецкий уголь 1Г с выходом летучих около 40% и теплотворной способностью около 30 МДж/кг.

Между углями Г и Ж (жирный) имеются две переходные группы – ГЖО (газовый жирный отощенный) и ГЖ (газовый жирный). При этом угли ГЖО делятся на две подгруппы: 1ГЖО с выходом летучих менее 36% и 2ГЖО с выходом летучих более этого значения. Угли эти, особенно 2ГЖО, образуют хороший кокс, поэтому нашли себе место, прежде всего, в металлургии. Однако часть углей 1ГЖО (с маркировкой 1ГЖОФ) – напротив, для этой цели не годится, и используется только в сжигании.

Угли групп ГЖ (1ГЖ и 2ГЖ) – особенно ценны в коксохимиеческой промышленности, и потому в энергетике не используются. От углей Г угли ГЖ отличаются более высокой спекаемостью кокса, а от углей Ж – более высоким выходом летучих.

Угли группы Ж – являются особо ценными коксующимися углями, потому в энергетике также не применяются. Делятся на две подгруппы: 1Ж – с выходом летучих менее 36%, и 2Ж – с выходом летучих более.

Промежуточное положение между жирными и коксовыми углями занимают угли марки КЖ – коксовые жирные. Уголь очень хорош для целей коксования, однако сложность его добычи делает ее нерентабельной, и, насколько мне известно, сейчас в бывшем СССР такой уголь не добывается.

Собственно коксовый уголь – уголь марки К – как видно из названия, применяется для получения хорошего металлургического кокса. Уголь этот довольно старый, выход летучих – в районе 25%. Близкими к ним по свойствам и сфере применения являются угли КО – коксовые отощенные.

Иные родственные коксовому угли марок КСН (коксовый слабоспекающийся низкометаморфизованный) и КС (коксовый слабоспекающийся) – менее годны для металлуров, и потому кое-где сжигаются, как в ЖКХ, так и в энергетике.

Более старыми, чем коксовые угли являются угли марки ОС (отощенные спекающиеся): выход летучих не более 27%. Эти угли отлично походят для коксовой промышленности, и в энергетике используются крайне редко.

Угли более старые, чем К и ОС – ТС (тощий слабоспекающийся), СС (слабоспекающийся), Т (тощий), ПА (полуантрацит) и А (антрацит) – используются, как правило, только для сжигания (из СС, впрочем, кое-где делают и кокс). Выход летучих в углях ТС и СС, обычно, менее 22%.

Угли же марок Т, ПА и А – это настоящие «электроугли», которые в подавляющей доле сжигаются только на ТЭС, изредка используясь в электродном производстве. Именно такие угли являются проектным топливом для большинства украинских ТЭС. Различаются между собой по выходу летучих: марка Т характеризуется этим показателем в диапазоне 10-20%, а А – менее 9%. ПА же занимает промежуточное между ними положение. Как правило, в рамках одного бассейна наибольшую теплотворную способность имеют именно угли Т.

Впрочем, подобная классификация носит «внутренний советский» характер, и,  как видно, не является строгой, способной адекватно классифицировать все угли хотя бы и внутри бывшей второй сверхдержавы. Поэтому неоднократно, как у нас (ГОСТ 25543-88), так и за рубежом, предпринимались попытки классифицировать угли более формально. На наш взгляд, удачными их назвать сложно, а наиболее толковой является классификация Геологической службы США, которая может быть проиллюстрирована следующей табличкой:

Кроме деления по маркам уголь также подразделяется по размерам кусков, согласно следующей таблице:

Краткая шпаргалка по классификации угля по размеру кусков

Переходя к рассказу об организации процесса сжигания угля на ТЭС, нужно сразу сказать следующее. Топливный баланс Советского Союза к моменту его распада носил достаточно извращенный характер. Так, на 1985 год на долю выработки электроэнергии ТЭС, сжигающими газ, приходилось 30,3% против 25,9% угольными станциями. Для сравнения на АЭС и ГЭС всех типов эти величины равнялись 9 и 15%%, соответственно. Извращение заключалось в том, что буквально за 10 лет (1975-1985 гг.) угольные мощности в стране были «вытеснены» газовыми – для сравнения в 1975 г. доля выработки электроэнергии на угольных и газовых ТЭС составляла 40,9 и 18,4%%, соответственно. Подобное положение дел прямо противоречило общепринятому еще со времен плана ГОЭРЛО принципу, что сжигаться должно лишь то топливо, которое никаким образом нельзя использовать иначе. Причем, если массовое сжигание газа еще можно принять в качестве нормы в странах с «газовым монохозяйством», где голубого топлива – сколько угодно, а угля гораздо меньше, то для СССР с его огромными запасами любых углей – единственной причиной для роста доли газовой энергетики стало желание энергетиков облегчить себе жизнь. Уменьшение доли выработки электричества на угле в последние годы существования Союза особенно обидно, если вспомнить, что именно в это время, в связи со стремительным уходом с арены паровозов, электростанции получили доступ к качественному высокореакционному углю, который до того шел на железную дорогу. То есть ситуация была куда как более «тепличной» в сравнение с довоенными временами, когда даже первенцы плана ГОЭЛРО – Шатурская и Каширская ГРЭС – строились из расчета на использование таких низкокачественных топлив, как подмосковный бурый уголь и торф.

В результате, применительно к энергетике УССР образца 1991 года, номенклатура сжигаемого топлива оказалась неразнообразной: донецкие Г, А (включая полуантрациты), Т, ДГ, да львовско-волынские Г. Никаким образом не были использованы богатейшие залежи дешевого бурого угля днепровского бассейна. Впрочем, в каких-то объемах этого топлива добывалось для бытовых нужд, да электростанций в качестве резервного топлива (но это в теории, по бумагам в качестве оного кое-где предполагалось использовать в том числе еще и силезский уголь из ПНР, причем некоторое количество из политических соображений действительно было поставлено и сожжено). После же оголошення незалежності України, как водится, шахты были заброшены, а краткий ренессанс идеи возобновить добычу угля для нужд энергетики (на сей раз с целью выработки синтез-газа) в период кровавого господства фашисткой диктатуры Януковича прекратился сразу же после победы Революцii Гiдностi.

В целом же по СССР сортамент сжигаемого топлива был представлен шире, но также имел противоестественный баланс за счет перекоса в пользу каменных углей. Ситуацию во многом бы улучшил планировавшийся ввод восьми станций мощностью по 6 400 МВт на бурых углях КАТЭК, однако до начала демократических преобразований были пущены лишь два блока по 800 МВт на Березовской ГРЭС, а с их началом, как известно, все силы были брошены на строительство более важных объектов: борделей, казино, ресторанов и т.д.

Посмотрим же теперь, каким образом осуществляется подготовка к сжиганию этих углей. Разумеется, само сжигание, имеет как общие черты для всех видов угля, так и индивидуальные особенности. Напомним, что в топках котлов абсолютного большинства станций сжигается угольная пыль (исключения составляют либо дремучие динозавры с колосниковыми решетками, чудом уцелевшие кое-где с довоенных времен, либо, напротив, сверхсовременные котлы с циркулирующим кипящим слоем). Соответственно, после поступления угля на ТЭС, он должен быть так или иначе измельчен до состояния пыли.

Для этого на постсоветских станциях используются две системы: система топливного хозяйства, имеющая станционное значение, и система пылеприготовления, входящая, как правило, в состав каждой котельной установки, а реже, при наличии централизованного пылезавода – также имеющая станционное значение.

Задачей топливного хозяйства является прием угля от поставщика, выгрузка, складирование, дробление, очистка от посторонних включений и подача в приемные емкости котельного цеха (БСУ – бункера сырого угля).

Поставка угля те же постсоветские ТЭС осуществляется в подавляющем случае по железной дороге. Исключений бывает два – на станции малой мощности, бывает, что уголь доставляется автотранспортом, а на уже поминавшуюся Березовскую ГРЭС, это чудо позднесоветской инженерной мысли, о котором мы когда-то рассказывали – конвейером от шахты. Для случая же Украины речь идет только об использовании вагонов.

В целом, типовая схема топливоподачи, несмотря на имеющиеся местные отличия, выглядит на всех станциях одинаково, и имеет в своем составе следующие элементы: внутристанционную железную дорогу, узлы измерения веса и качества угля, вагоноопрокидыватели, приемные бункера, дробилки, конвейера, узлы перегрузки, склад.

Принципиальная схема топливоподачи на ТЭС

Принцип работы системы заключается в следующем. Уголь привозится на станцию по железной дороге в саморазгружающихся вагонах, что позволяет уйти от ручной их разгрузки. Вошедший на территорию станции вагон с углем поступает в вагоноопрокидыватель. То, что с ним происходит дальше можно посмотреть на видео. Уголь же ссыпается в приемные бункера.

Впрочем, иногда бывает не все так просто, учитывая, что на просторах необъятной советской страны, как известно, зима длится десять месяцев. Поэтому уголь вполне может прийти, например, в виде монолитного смерзшегося куска размером с вагон. Для решения этой проблемы используют различные способы его разогрева и разрыхления (в том числе, и комбинируя): обдув вагона горячим воздухом, направленное тепловое излучение, паровой разогрев, применение всевозможных вибраторов и т.д. Тот же уголь, что удалось-таки высыпать, на решетках приемных бункеров дробится специальными дробильно-фрезерными машинами. На этом же этапе производится взвешивание вагонов и отбор пробы топлива на химический анализ, чтобы рассчитаться с поставщиком.

А это конкретная проектная схема топливоподачи на одной из электростанций

Из приемных бункеров уголь раздается по территории станции с помощью ленточных конвейеров. В местах изменения направления движения потока строятся узлы пересыпки. Конечными точками движения угля являются либо угольный склад, либо бункера сырого угля (БСУ) котельного отделения. Впрочем, судьба угля, попавшего на склад, позднее также – отправиться в БСУ. Здесь стоит отметить, что все угли, кроме антрацитов, имеют склонность к самовозгоранию на складе (чем уголь моложе, тем, естественно, вероятность этого выше), так что условия на нем – необходимо тщательно контролировать.

Поставленное на ТЭС топливо, направляемое в БСУ, необходимо предварительно раздробить и очистить от инородных включений. Для очистки применяются различные грохоты, щепоуловители и металлоуловители. Сильно огрубляя, грохот – это вибрирующий ящик с решеткой наверху, на которую падает уголь. Тем самым, куски топлива делятся на два потока: те, что прошли через отверстие решетки, и те, что не смогли. Некоторое представление о процессе грохочения может дать видео ниже.

Для изъятия мелких металлических включений, которые могут «проскочить» грохоты, наделав потом бед, применяются различные электромагнитные уловители, «вытягивающие» их непосредственно с ленты.

Очищенный от инородных предметов поток направляется в дробильный корпус. Эта операция нужна для того, чтобы уменьшить нагрузку на мельницы котла, обеспечив на входе в них расчетный размер кусков угля. Куски, соответствующие этому условию, поступают в БСУ. На этом функция топливоподачи окончена.

Как мы уже говорили, на территории бывшего СССР, кроме котла блока №9 Новочеркасской ГРЭС и котла блока №4 Старобешевской ГРЭС, все прочие крупные котлы угольных электростанций сжигают топливо в виде пылевого факела. Для получение пыли, как мы также сказали выше, применяются специальные пылесистемы. Состоят они, если по-крупному, то из двух основных элементов: питателей сырого угля (ПСУ) и собственно мельниц. С ПСУ все более-менее понятно – это, как правило, такие же конвейеры, как и на топливоподаче, которыми уголь перемещается из БСУ в мельницу. А если они и такие же, что все равно принцип действия один в один, что можно проиллюстрировать еще одним видео.

Отличия же в свойствах сжигаемых углей сказываются на типе используемых мельниц. Все они подразделяются на три группы по скорости вращения ротора: быстроходные, среднеходные, тихоходные. Как, вероятно, понимает мой читатель, выбор мельницы связан с типом угля, прежде всего, выходом летучих и взрывонебезопасностью. Например, антрацит плохо зажигается, и потому требует тонкого помола, а бурые, газовые и длиннопламенные угли не только хорошо зажигаются, но и хорошо взрываются, потому тонко молоть их нельзя ни в коем случае. На сентябрьском видео с первого блока Рязанской ГРЭС наглядно демонстрируется, что бывает, при неудачном ведении режима размола бурого угля:

А чтобы различные дебилы не начали упрекать нас в том, что мы очерняем российскую действительность в интересах укропропаганды, покажем и видео 2013 года с Углегорской ГРЭС, где тамошним специалистам, применив определенную сноровку, удалось поджечь бункер с антрацитовой пылью:

Для размола взрывоопасных углей (торф, бурые угли и каменные угли с долей летучих более 30%) применяются быстроходные молотковые мельницы. Размол угля осуществляется насаженными на ротор билами. Такие мельницы наиболее экономичны и дешевы, однако не могут обеспечить тонкий помол топлива. Что, впрочем, для топлив, о которых шла речь выше и к лучшему. К слову, на видео с Рязанской ГРЭС взорвалась именно молотковая мельница.

Если же подобное топливо имеет повышенную влажность, то применяют быстроходные мельницы-вентиляторы. Такие агрегаты позволяют первоначально подсушить топливо перед размолом, а потом досушить и в ходе него. Из крупных украинских станций такими агрегатами оборудованы лишь котлы №11,12 блоков 150 МВт Добротворской ГРЭС (шесть штук мельниц МВС-140 на котел). Еще такие мельницы малой производительности, кажется, до сих пор эксплуатируются на Черкасской ТЭЦ.

Для размола невлажного (менее 20%) каменного угля с относительно твердыми кусками применяются среднеходные мельницы. Размол топлива в них осуществляется за счет тяжелых валков, движущихся по вращающемуся бронированному столу. Главным преимуществом имеют пониженный износ размалывающих частей и небольшой удельный расход электричества при работе. Из недостатков стоит отметить «капризность» к попаданию в топливо металлических включений и влаги. Хотя по всему миру применяются повсеместно, в СССР распространения не получили: такие мельницы установлены лишь на блоке №5 ТЭС Аксу (в девичестве Ермаковская ГРЭС), новых блоках №8,9 Черепетской ГРЭС (о них мы писали от первого лица, блок 8, блок 9) и блоке №10 Троицкой ГРЭС. Тут уместно опять-таки поддразнить упомянутых выше дебилов: на десятом блоке Троицкой ГРЭС не только мельницы, но и все основное оборудование изготовлено китайцами, а на Черепетской и Ермаковской ГРЭС – мельницы хоть и поставки Сызранского завода, но произведены по лицензии германской фирмы, и отражают особенности инженерной мысли шестидесятых годов прошлого века.

Наконец, для помола антрацитов, да и любых иных каменных углей, используются тихоходные шаровые барабанные мельницы (ШБМ). Размол угля происходит твердыми металлическими шарами, вращающимися вместе с углем внутри бронированного барабана. Особенностью использования ШБМ на особо мощных ТЭС является то, что они могут работать в составе центрального пылезавода, то есть, системы, готовящей пыль централизованно для группы котлов, а не только для одного из них, как остальные. К слову, пожар на Углегорской ГРЭС, показанный выше, произошел именно на центральном пылезаводе. Исключительно этими мельницами, кроме упомянутых выше двух котлов Добротворской ГРЭС, оборудованы все крупные украинские станции (и почти все некрупные). Главными недостатками таких мельниц является повышенный износ мелящих элементов и расход электроэнергии на размол, а преимуществом – возможность размолоть любое топливо до любой тонины помола.

На этом месте мы сделаем точку. Разумеется, логичным было бы рассказать в этом месте о том, как именно уголь сжигается в топках котлов, что достаточно интересно само по себе. Однако этот рассказ нужно предварить хотя бы коротким описанием такого важного понятия как «приведенные характеристики топлива», без чего он станет просто занудной лекцией в стиле самых скверных лекторов. Так что в следующей статье поговорим про другое, а именно – про реализацию угольной энергетики в конкретных условиях электростанций Украины.

Авторство: 
Авторская работа / переводика
Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя alexsword
alexsword(8 лет 5 месяцев)(23:20:04 / 01-12-2017)

Познавательно.

Аватар пользователя Михаил Становой

Вот, и славно, коли так

Аватар пользователя vyinemeynen_mika
vyinemeynen_mika(4 года 6 месяцев)(00:51:24 / 02-12-2017)

Спасибо интересно.

Аватар пользователя Михаил Становой

Спасибо за отзыв

Аватар пользователя дзядзька Хведар

как из журнала юный техник :)

Аватар пользователя Михаил Становой

Мне кажется, вы переоцениваете

Аватар пользователя GrAG
GrAG(3 года 6 месяцев)(01:28:18 / 02-12-2017)

Огромное спасибо!!!yesyesyes

Жду продолжения... ГрАГ.

ПС. Вопрос Вам как специалисту.

За стандартный уголь, принят уголь, при сгорании килограмма которого выделяется 7 тысяч килокалорий (7*106 калорий). Это 1 кг условного топлива (1 кг у.т.) или по ООН 1 кг угольного эквивалента (1 кг у.э.).

Нашёл, что за стандартную нефть принята нефть с теплотой сгорания 10 тысяч килокалорий (107 калорий). То есть 7 кг нефти "равны" 10 кг стандартного угля. Я правильно разобрался в этом вопросе???

===============================================

Внимание! Здесь 1 кал = 4,1868 дж (точно).

Из БСЭ http://bse.sci-lib.com/article058021.html

«Первоначально Калория была определена как количество теплоты, необходимое для нагревания 1 г воды на 1 °С.

До конца 19 в. ни участок температурного интервала, в котором производится нагревание, ни его условия не оговаривались. Поэтому применялись различные Калория: 0-, 15-, 20-, 25-градусная, средняя, термохимическая и др. В СССР с 1934 до 1957 применялась 20-градусная килокалория, равная (с точностью до 0,02%) количеству теплоты, необходимому для нагревания 1 кг воды от 19,5 до 20,5 °С.
 

1-я Мировая конференция по свойствам воды и пара (Лондон, 1929) ввела международную ккал, определив её как 1/861,1международных квт×ч.

На международных конференциях по свойствам водяного пара (1954 и 1956) было принято решение о переходе от Калория к новой единице - абсолютному джоулю, которая вошла затем в Международную систему единиц.

Между Калория и джоулем установлено следующее соотношение:

 1 кал = 4,1868 дж (точно);

 20-градусная Калория равна 4,181 дж;

Калория, широко применявшаяся в термохимии, равна 4,1840 дж.»

====================================================

Жду ответа, а то до сих пор не уверен в переводе нефти в уголь и обратно.

С уважением ГрАГ.smiley

 

 

 

Аватар пользователя Михаил Становой

В электроэнергетике есть только один стандарт - условное топливо: топливо с теплотворной способностью 7000 ккал/кг. К виду топливо оно не привязано. Расход фактического топлива пересчитывается на условное, и далее уже проводится сравнение.

за иные отрасли - сказать не могу.

Аватар пользователя GrAG
GrAG(3 года 6 месяцев)(23:20:56 / 02-12-2017)

В электроэнергетике есть только один стандарт - условное топливо: топливо с теплотворной способностью 7000 ккал/кг.

...за иные отрасли - сказать не могу.

 Спасибо за ответ. Но новую статью жду.

Аватар пользователя Михаил Становой

Если хватит сил и усидчивости - то до гонца года будет еще две. Первая - инвентаризация проектного топлива украинских ГРЭС. Вторая - описание проблемы старения котлов этих станций.

Аватар пользователя GrAG
GrAG(3 года 6 месяцев)(01:29:32 / 03-12-2017)

Вторая - опи­са­ние про­бле­мы ста­ре­ния котлов этих стан­ций.

Про "старение" электростанций (не только котлов) тема очень интересует. Про амортизацию короче.

Сколько электростанция должна проработать лет (точнее часов) что бы её выгодно было закрывать? 30 лет, 50, 100???

Пример.

Автомобиль проехав 1 миллион км лучше выбросить и купить новый, так как обычно даже после 300 тысяч км пробега денег на ремонт уходит больше, чем автомобиль "работает" (приносит прибыль).

С уважением. ГрАГ. 

Аватар пользователя Анатолий Басалаев

Техническая  часть действительно интересна, - узнал много нового...

Но традиционная точка зрения науки на  происхождение угля и нефти подлежит пересмотру, ибо не отвечает на многие вопросы...

Непрерывный синтез нефти в недрах земли! Доклад советнику президента РФ

 

Тоже касается и угля, такая теория проще (нет необходимости плодить сущности) отвечает на многие вопросы геологии

Я о теории Ларина  15-20 лет назад прочитал, и уже тогда я счел её более приемлемой, а тут главный геолог России Поливанов с ней согласен, поэтому смею утверждать за ней будущее....

 

Аватар пользователя prometey2013
prometey2013(4 года 4 месяца)(12:59:00 / 02-12-2017)

В конце видео была интересная фраза: "если специалист работал в какой-то парадигме более 20 лет, то ему легче сойти с ума, чем поменять точку зрения". С другой стороны, у правительства затруднительная ситуация - если нельзя верить специалистам, то кому тогда можно? Аналогично, если среди специалистов возникают разногласия. Ведь обычно, для обоснования какого-нибудь решения бюрократу нужна бумага, например, экспертиза специалиста с подписью. 

Аватар пользователя Анатолий Басалаев

Это естественно, даже если противоречит новым фактам

учился диссертации, звания должности, учил не одно поколение, что уголь - это древесина, и нефть тоже  , А когда люди посчитали, что только нефть Персидского залива обеспечена древесиной всего существования Земли на 5 процентов..... Проще сказать неправильно считали....чем отказаться от докторских, профессорских, академических  и иных доплат...

Аватар пользователя Михаил Становой

Что тут скажешь?

1. Поливанов - хороший мужик, я с ним лично никогда не сталкивался, но знаю людей, знающих его. Отзывы, как о редком исключении среди правящей в постсоветском пространстве мрази.

2. Теория Ларина - вполне научна по своему происхождению. Она может быть неверной, но она вполне достойна к проверке и обсуждению.

Этого из хорошего. А остальное - плохое.

1. Любая теория должна подтверждаться практикой. Пока что добыча на старых шахтах не возросла нигде. Тот же Донбасс - последовательно выгребается, и приходится непрерывно рыть все глубже, и довольствоваться все более скверным углем.

2. Существование больших объемов водорода в ядре Земли - пока что никто не наблюдал.

3. Вокруг изначально внятной теории ныне слишком много крутится шарлатанов и аферистов с традиционными нападками на "академическую мафию", так что она начинает все больше напоминать "новую хронологию".

Аватар пользователя ₱атник
₱атник(5 лет 10 месяцев)(09:07:10 / 02-12-2017)

Расширил кругозор, спасибо!  Допускаю, что уголь образовался из древесины, однако по  соотношению, при сжигании,  в золе и шлаке преобладает диоксид кремния, почему? 

Аватар пользователя Анатолий Басалаев

уголь застывшая нефть, которая затем окаменела. От сюда и большое содержание золы, в том числе кремний. Нефть через породу просачивалась - листочки растительности  на неё падали оставляя отпечатки, .... потом это все погребалось от наводнений (потопов), землятресений, подвижек коры - и в результате имеем -уголь...в том числе на глубине.....

Аватар пользователя Rashad_rus
Rashad_rus(8 лет 1 месяц)(10:50:37 / 02-12-2017)

Нафиг... Уголь, нефть, газ - это все суть стадии одного и того-же процесса карбидного преобразования: карбонаты опускаются вглубь, превращаются в карбиды и углерод, затем поднимаются вверх, и касаясь водоносных слоев образуют нефть, далее насыщаясь водородом превращаются в газ, а где водорода не хватало - появляется уголь... тупая и понятная химия процесса, медленного, но верного.

Аватар пользователя Михаил Становой

Зола и шлак - это минеральные примеси. Они не сгорают, как углерод, потому и остаются.

Аватар пользователя ₱атник
₱атник(5 лет 10 месяцев)(04:46:21 / 03-12-2017)

Повторяю для Михаила. Фсе, что содержится в древесине по таблице после сгорания должно остаться в золе, шлаке в тех-же пропорциях, допуская переход в соединения, равновесие покашта никто ни отменял.

Аватар пользователя Михаил Становой

Не, дружище, не так

Углекислый газ, который образуется в результате сжигания углерода, в золе и шлаке обнаружить довольно сложно.

Он, увы, улетает. Как и вода, образовавшаяся при сжигании водорода.

Аватар пользователя Корректор
Корректор(2 года 12 месяцев)(10:21:13 / 02-12-2017)

Уголь гораздо более ценное сырье и топливо чем нефть. Это мало кто понимает.

Аватар пользователя Михаил Становой

А почему более ценное?

Аватар пользователя Корректор
Корректор(2 года 12 месяцев)(12:14:30 / 03-12-2017)

Да просто потому, что это связанный углерод почти в чистом виде!

Аватар пользователя Rashad_rus
Rashad_rus(8 лет 1 месяц)(10:47:16 / 02-12-2017)

Жаль, что не дали схему конусной мельницы для угля - она универсальна, и тип помола(от 5 мм до 0.01 мм) можно регулировать простым изменением расстояния между внешним и внутренним конусом. Видимо или технология устарела(ага, ЩАЗ! если в систему добавлить ультразвук - можно помол вообще довести до микронных значений) или кому-то выгодно подсадить РФ на иглу чужих неэффективных технологий и заставить за это платить.

Аватар пользователя ₱атник
₱атник(5 лет 10 месяцев)(11:09:32 / 02-12-2017)

Пробовали и это, и топку Померанцева, лишний гемор а выхлоп нулевой при подсчете затрат.

Аватар пользователя Владимир Литвиненко

а топка Померанцева то тут причём?

Аватар пользователя Михаил Становой

А что молоть собираетесь ей? Антрацита все меньше в балансе, а молоть бурые угли куда как разумнее быстроходными мельницами, да и, учитывая пятнадцатилетний опыт эксплуатации того же второго блока Рязанской ГРЭС, тонину помола таких углей неплохо бы еще и загрублять повсеместно.

Аватар пользователя ₱атник
₱атник(5 лет 10 месяцев)(11:05:20 / 02-12-2017)

По своему генезису – уголь представляет собой результат процесса длительного (подчас, измеряющегося десятками миллионов лет) «вылеживания» древесины при умеренных температурах и высоком давлении. Размышляя о метаморфозах угля, нужно понимать следующее – древесина, по своей сути – это смесь углерода с различными примесями.

Проще свалить все на десятки миллионов лет метаморфозов, хотя где-то читал про трансурановые элементы, которые много чего проясняют. 

Аватар пользователя Анатолий Басалаев

Когда находят погибшие деревья (например на островах нашего Северного ледовитого океана есть пласты - навалы леса снесенного потопом) то эти деревья действительно превращаются со временем в камень, но не в каменный уголь... Такие же деревья раскапывают везде, но везде - они только камень.... Но не уголь ... каменный или бурый... не говоря про антрацит..

поисковик - каменные деревья

https://anomalno.ru/news/tayny-planety-zemlya/v-zabaykalye-okameneli-der...

Не может быть скажет ,,,,,, профессиональный академик....

Аватар пользователя Михаил Становой

А это то, что я говорил выше: идет маргинализация теории Ларина самими же сторонниками, когда даже в качестве доказательств вы начинаете ссылаться на какую-то помойку. На этой же сайте есть материалы про базы НЛО в Карелии и антарктические цивилизации. Вы действительно считаете, что теория абиогенного происхождения нефти - из того же ряда?

Аватар пользователя Анатолий Басалаев

здесь тоже много мусора, но это не говорит , что сайт плохой

И там есть реальные фото каменных деревьев..... И только....

Аватар пользователя ДанунафиГ
ДанунафиГ(3 года 12 месяцев)(17:49:54 / 02-12-2017)

а потом его ВДУВАЮТ....

Аватар пользователя Михаил Становой

Нет, бро.

Нормальные люди вдувают вовсе не уголь, и, тем более, не кокс...

Аватар пользователя ₱атник
₱атник(5 лет 10 месяцев)(05:09:58 / 03-12-2017)

Пожалуй и фсе, только непонятно, шо делает мужчина вверху слева? 

Аватар пользователя ДанунафиГ
ДанунафиГ(3 года 12 месяцев)(10:42:59 / 03-12-2017)

 Отсталые вы люди. На электростанциях в  в топки угольную пыть действительно ВДУВАЮТ..Воздухом!.Или вы думаете что уголь лопатами кидають?

Аватар пользователя Михаил Становой

Да. Отсталые. Слишком по-старому я воспринимаю процесс вдувания.

Аватар пользователя ₱атник
₱атник(5 лет 10 месяцев)(05:15:37 / 03-12-2017)

Добавлю, Абрам, не случайно, не шахтер, выдуватель теорий.

Аватар пользователя ДанунафиГ
ДанунафиГ(3 года 12 месяцев)(07:58:18 / 05-12-2017)

Во первый: быший шахтёр

Во вторых: диспетчер в электроэнергетике. И у меня в операативном управлении есть пара тройка угольных ТЭЦ. Так что хошь не хошь, но технологический процесс надо знать

Аватар пользователя Анатолий Басалаев

2. Теория Ларина - вполне научна по своему происхождению. Она может быть неверной, но она вполне достойна к проверке и обсуждению.

Этого из хорошего. А остальное - плохое.

 

1. Любая теория должна подтверждаться практикой. Пока что добыча на старых шахтах не возросла нигде.

 

Ну Вы точно угольщик - у Ларина речь идет о возрождении нефтяных месторождений - нефть жидкая , а уголь старая старая окаменелая нефть ... Нефть возобновляется на глазах...в обозримом будущем, а уголь надо беречь ..... 

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год

СМИ

Загрузка...